CN1609545A - 滚动测量机芯及使用该机芯的滚动卡尺和滚动量表 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种滚动测量机芯，包括座体、直线位移轴、圆形位移测量装置、转轴及用于支承转轴的支承轴承以及为增加直线位移轴与转轴间的摩擦力而施加正压力的增压装置，转轴通过支承轴承配装于座体上；支承轴承至少有两个，分设于转轴两端；而直线位移轴由增压装置压以一个可沿直线位移轴轴线方向滚动的增压滚轮压于直线位移轴上、两支承轴承之间。本发明还涉及使用该机芯的滚动卡尺和滚动量表。本发明结构合理；测量精准可靠，而且对轴和轴承无特别的精度要求，使用一般标准件即可达到要求，因此成本十分低廉，生产设备投入大大减少，且本发明可标准化、系列化、大批量生产，本发明使数显位移***替代机械刻线测量工具、机床、仪器刻线手轮成为可能。

Description

滚动测量机芯及使用该机芯的滚动卡尺和滚动量表

(一)技术领域：

本发明涉及一种位移数显测量机芯，特别是利用磨擦力将直线位移转变成圆周运动的滚动测量机芯。本发明还涉及使用该机芯的滚动卡尺和滚动量表。

(二)背景技术：

利用磨擦力将直线位移转变成圆周运动，实现位移量的精密测量，必须保持在转换过程中直线位移轴和圆形位移测量装置的转轴之间不产生滑移；在工作过程中，圆形位移测量装置的转轴上受到两个摩擦力的作用，一个是直线位移轴作用于其上的用于带动其转动的摩擦力FB，另一个是用于支承转轴的支承装置与转轴之间的摩擦力FA，当FB＞FA时，转轴随直线位移轴同步转动，当FB≤FA时，转轴无法转动，此时直线位移轴与转轴发生滑移，测量出现误差。因此为了确保直线位移轴与转轴间不发生滑移，最好是让FB远远大于FA。实现上述条件可以通过增大FB来实现，也可以通过减少FA来实现。

申请号为021587052的专利申请，是将直线位移轴卡于滑槽中，使之沿位移的垂直方向固定不动，而转轴与支承装置为悬浮状态，并被压紧装置压于直线位移轴上；支承装置是通过其上的卡口卡住转轴。在该装置中直线位移轴与转轴之间的摩擦力FB为滚动摩擦力，而支承装置与转轴之间的摩擦力FA为滑动摩擦力，FA、FB的大小都由压紧装置施加于支承装置上的正压力N控制，当为了增加FB而增加N时，FA将同时增加，若要使FB的增加比例＞FA，则要求支承装置与转轴间的滑动摩擦系数＜＜转轴与直线位移轴之间的滚动摩擦系数，这在材料及工艺上都很难实现。为了减小FA，申请号为021546593的专利申请将转轴的支承由滑动支承改为用轴承支承的滚动支承，但是在该专利申请中支承轴设置于转轴的一端，而直线位移轴压于转轴的另一端，当通过对直线位移轴加压以增加FB时，会造成转轴偏离支承轴承和圆形位移测量装置的中心轴，从而一方面同样会增大FA，另一方面也会造成位移测量装置的转动误差，而且该结构的抗冲击能力很弱。

(三)发明内容：

本发明将公开一种FB＞＞FA，可以高可靠、高精度传递位移量，且结构可靠的滚动测量机芯。

本发明所述的滚动测量机芯也包括座体、直线位移轴、圆形位移测量装置、转轴、和用于支承转轴的支承轴承以及为增加直线位移轴与转轴间的摩擦力而施加正压力的增压装置，所不同的是本滚动测量机芯的转轴通过支承轴承配装于座体上；为了确保转轴在受压时不发生偏转，支承轴承至少有两个，分设于转轴两端；而直线位移轴由增压装置压于转轴上、两支承轴承之间；为减小FA，增压装置与转轴间最好为滚动摩擦，因此，增压置装以一个可沿直线位移轴轴线方向滚动的增压滚轮压于直线位移轴上。所述增压滚轮由轴承配装于压力支座上。增压装置由弹簧压紧于直线位移轴上。

本滚动测量机芯可以替代现有的滚动测量机芯，制成数显千分尺、数显高度尺、数显位移测量装置等产品，如滚动卡尺，它包括固定量爪、活动量爪，与固定量爪固连的尺身和与活动量爪固连的测量机芯，本滚动卡尺的测量机芯是滚动测量机芯，它的尺身是滚动测量机芯上的直线位移轴；还可制成滚动量表，它包括量表座、量杆和测量机芯，本滚动量表的测量机芯为滚动测量机芯，它的量杆为滚动测量机芯的直线位移轴。本发明还可替代机械刻线测量工具、机床、仪器刻线手轮等。

本发明结构合理；可通过大幅增加正压力N来增加FB与FA之差，使FB＞＞FA，因此本发明测量精准可靠，而且本发明对轴和轴承无特别的精度要求，使用一般标准件即可达到要求，因此本发明对材料及工艺的要求较低，成本十分低廉，成本可降低一至数倍，且大量采用标准件使生产设备投入大大减少，设备投入不到原投入的10％，且本发明可标准化、系列化、大批量生产。由于本发明成本大幅下降，可靠性大幅提升，使数显位移***替代机械刻线测量工具、机床、仪器刻线手轮成为可能。虽然本发明中转轴的精度可使一批产品位移转换的一致性受影响，转轴的几何尺过误差，如不圆度也会引起误差，但这些都是***误差，可以通过计算机***补偿，对其修正后可达到很高测量精度。

(四)附图说明：

图1为本滚动测量机芯一种实施方式的正面图；

图2为图1所示实施方式的侧视图；

图3为图1所示实施方式去除座体的立体图

图4为图1的A-A向剖视图；

图5为图2的E-E向剖视图；

图6为滚动卡尺的结构示意图；

图7为图6的B-B向剖视图；

图8为滚动量表的结构示意图；

图9为图8所示实施方式的剖视图。

(五)具体实施方式：

在图1至图5所示的本发明滚动测量机芯的实施方式中，滚动测量机芯包括座体4、直线位移轴2、圆形位移测量装置和转轴1、和用于支承转轴1的支承轴承以及为增加直线位移轴2与转轴1间的摩擦力而施加正压力的增压装置，转轴1通过支承轴承3配装于座体4上，支承轴承3至少有两个，分设于转轴1两端；直线位移轴2由增压装置5压于转轴1上、两支承轴承3之间；增压装置以一个可沿直线位移轴2轴线方向滚动的增压滚轮压于直线位移轴2上，增压滚轮由轴承配装于压力支座5上，增压支座5后开设有弹簧容槽，弹簧容槽内装配有弹簧9，增压装置由弹簧9压紧于直线位移轴2上。

在图6、7中所示的本发明滚动卡尺的实施方式中，滚动卡尺包括固定量爪10、活动量爪12，与固定量爪11固连的尺身和与活动量爪12固连的测量机芯6，所述测量机芯是滚动测量机芯6，所述尺身是滚动测量机芯6上的直线位移轴2。

图8、9中所示的本发明滚动量表的实施方式中，滚动量表包括量表座13、量杆和测量机芯，所述测量机芯为滚动测量机芯6；所述量杆为滚动测量机芯6的直线位移轴2；滚动测量机芯6由连接装置14固装于量表座13上。

Claims (10)

1、滚动测量机芯，包括座体、直线位移轴、圆形位移测量装置和转轴、和用于支承转轴的支承轴承以及为增加直线位移轴与转轴间的摩擦力而施加正压力的增压装置，其中特征在于：转轴(1)通过支承轴承(3)配装于座体(4)上，支承轴承(3)至少有两个，分设于转轴(1)两端；直线位移轴(2)由增压装置(5)压于转轴(1)上、两支承轴承(3)之间；增压装置以一个可沿直线位移轴(2)轴线方向滚动的增压滚轮压于直线位移轴(2)上。

2、根据权利要求1所述的滚动测量装置，其特征在于：所述增压滚轮由轴承配装于压力支座(5)上。

3、根据权利要求1或2所述的滚动测量装置，其特征在于：增压装置由弹簧(9)压紧于直线位移轴(2)上。

4、滚动卡尺，包括固定量爪、活动量爪，与固定量爪固连的尺身和与活动量爪固连的测量机芯，其特征在于：所述测量机芯是滚动测量机芯(6)，所述尺身是滚动测量机芯(6)上的直线位移轴(2)；所述滚动测量机芯(6)的转轴(1)通过支承轴承(3)配装于座体(4)上，支承轴承(3)至少有两个，分设于转轴(1)两端；直线位移轴(2)由增压装置压于转轴(1)上、两支承轴承(3)之间；增压装置以一个可沿直线位移轴(2)轴线方向滚动的增压滚轮压于直线位移轴(2)上。

5、根据权利要求4所述的滚动测量装置，其特征在于：所述增压滚轮由轴承配装于压力支座(5)上。

6、根据权利要求4或5所述的滚动测量装置，其特征在于：增压支座(5)由弹簧(9)压紧于直线位移轴(2)上。

7、根据权利要求4～6中任何一项所述的滚动测量装置，其特征在于：所述固定量爪(10)上还设有穿过测量装置(6)作为其滑动导向装置的导柱(11)。

8、滚动量表，包括量表座、量杆和测量机芯，其特征在于：所述测量机芯为滚动测量机芯(6)；所述量杆为滚动测量机芯(6’)的直线位移轴(2)；所述滚动测量机芯(6)由连接装置(14)固装于量表座(13)上；所述滚动测量机芯(6)的转轴(1)通过支承轴承(3)配装于座体(4)上，支承轴承(3)至少有两个，分设于转轴(1)两端；直线位移轴(2)由增压装置压于转轴(1)上、两支承轴承(3)之间；增压装置以一个可沿直线位移轴(2)轴线方向滚动的增压滚轮压于直线位移轴(2)上。

9、根据权利要求8所述的滚动测量装置，其特征在于：所述增压滚轮由轴承配装于压力支座(5)上。

10、根据权利要求8或9所述的滚动测量装置，其特征在于：增压支座(5)由弹簧(9)压紧于直线位移轴(2)上。

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